步进式加热炉设计计算模板
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步进式加热炉设计计算
2.1 热工计算原始数据
(1)炉子生产率:p=245t/h (2)被加热金属:
1)种类:优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸:250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度:t 始=20℃
4)金属加热终了(出炉)表面温度:t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差:t ≤15℃ (3)燃料
1)种类:焦炉煤气
2)焦炉煤气低发热值:Q 低温=17000kJ/标m 3
3)煤气不预热:t 煤气=20℃
表1-1 焦炉煤气干成分(%)
废膛(5)空气预热温度(烧嘴前):t 空=350℃
2.2 燃烧计算
2.2.3 计算理论空气需要量L 0
)3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -⨯⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-++++=∑
把表2-1中焦炉煤气湿成分代入
2
0103909.08336.238184.2425741.56217939.82176.4-⨯⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-⨯+⨯+⨯+⨯=L
=33/3045.4m m
2.2.4 计算实际空气需要量Ln
查《燃料及燃烧》,取n=1.1代入
7317.43045.41.10=⨯==nL L n 标m 3/标m 3
实际湿空气消耗量
0)00124.01nL g L n ⨯+=(湿
=7317.4)9.1800124.01(⨯⨯+
=6.0999 标m 3/标m 3
2.2.5 计算燃烧产物成分及生成量
100
1
)(22⨯
++=∑CO H nC CO V m n CO 标m 3/标m 3 100
1)0290.38336.227939.88184.24(⨯+⨯++= =0.4231 标m 3/标m 3
n m n O H gL O H S H H C m H V 00124.0100
1
)2(2222+⨯
+++=∑ 标m 3/标m 3 7317
.49.1800124.01001)2899.28336.228184.2425741.56(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+=
= 1.2526 标m 3/标m 3 n N L N V 100
79100122+⨯
= 标m 3/标m 3 7317.4100
7910012702.1⨯+⨯
= =3.7507 标m 3/标m 3
)(100
21
02L L V n O -= 标m 3/标m 3 ()3045.47317.4100
21
-=
=0.0897标m 3/标m 3
燃烧产物生成总量
2222O N O H CO n V V V V V +++=
0897.07507.32526.14231.0+++=
5161.5= 标m 3/标m 3 燃烧产物成分 %145.6%1005161
.54231
.022=⨯=
=
'
n CO V V CO %132.19%1005161
.52526
.122=⨯=
='n O H V V O H %977.72%1005161
.57507
.322=⨯=
=
'
n
N V V N %746.1%1005161
.50897
.022=⨯=
=
'
n
O V V O ∑%100 将燃烧产物生成量及成分列于下表
表2-2 焦炉煤气燃烧产物生成量(标m 3/标m 3)及成分(%)
2.2.6 按燃烧产物质量计算
把表2-2中燃烧产物体积百分含量代入 4.22100322818644422222⨯'
++'+'+'=
O N O H SO CO 烟
ρ Kg/m 3 4
.221006261
.1329955.67287081.22186703.744⨯⨯+⨯+⨯+⨯=
=1.2063Kg/m 3
2.2.7 计算燃料理论燃烧温度
产
燃燃空空低产
分
燃空低理分
C V Q t C t C L Q C V Q Q Q Q t n n n -++=
-++=
由t 空=350℃,查《燃料与燃烧》表得C 空=1.30kJ/标m 3,
由《燃料与燃烧》P 38,
得燃烧室(或炉膛)内的气体平衡压力接近1个大气压(大多数工业炉如此),那么式中各组分的分压将在数值上与各组分的成分相等)即
%22'=CO P CO %O C P CO '= . .
所以%6703.72=CO P ,
%7081.222=O H P
由《燃料与燃烧》附表8, 附表9,得
%81.192=CO f ,%938.42=O H f
所以 未未分)(10800)(126002222O H O H CO CO V f V f Q +=
1981.0%076703.012600227081.0%938.410800⨯⨯+⨯⨯= K Kg KJ ⋅=/2487.140
所以 C
t ο7413.214967
.15161.52487
.1409335.21524993.17790=⨯-+=
理 2150≈
误差%5%38.2%1002100
2100
2150%<=⨯-=
在误差范围内,故不必再假设。
因此,可满足步进式加热炉加热工艺要求
2.3 炉膛热交换计算
2.4 金属加热计算
金属加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。按炉子有效长度分成三个区段